arch/arm/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
   3  * Author: Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  17  */
  18
  19 #ifndef __ARM_KVM_HOST_H__
  20 #define __ARM_KVM_HOST_H__
  21
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/kvm_types.h>
  24 #include <asm/cputype.h>
  25 #include <asm/kvm.h>
  26 #include <asm/kvm_asm.h>
  27 #include <asm/kvm_mmio.h>
  28 #include <asm/fpstate.h>
  29 #include <kvm/arm_arch_timer.h>
  30
  31 #define __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
  32
  33 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 32
  34 #define KVM_HAVE_ONE_REG
  35 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 500000
  36
  37 #define KVM_VCPU_MAX_FEATURES 2
  38
  39 #include <kvm/arm_vgic.h>
  40
  41
  42 #ifdef CONFIG_ARM_GIC_V3
  43 #define KVM_MAX_VCPUS VGIC_V3_MAX_CPUS
  44 #else
  45 #define KVM_MAX_VCPUS VGIC_V2_MAX_CPUS
  46 #endif
  47
  48 #define KVM_REQ_SLEEP \
  49         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(0, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  50 #define KVM_REQ_IRQ_PENDING     KVM_ARCH_REQ(1)
  51 #define KVM_REQ_VCPU_RESET      KVM_ARCH_REQ(2)
  52
  53 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(userspace_irqchip_in_use);
  54
  55 u32 *kvm_vcpu_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 reg_num, u32 mode);
  56 int __attribute_const__ kvm_target_cpu(void);
  57 int kvm_reset_vcpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
  58 void kvm_reset_coprocs(struct kvm_vcpu *vcpu);
  59
  60 struct kvm_arch {
  61         /* VTTBR value associated with below pgd and vmid */
  62         u64    vttbr;
  63
  64         /* The last vcpu id that ran on each physical CPU */
  65         int __percpu *last_vcpu_ran;
  66
  67         /*
  68          * Anything that is not used directly from assembly code goes
  69          * here.
  70          */
  71
  72         /* The VMID generation used for the virt. memory system */
  73         u64    vmid_gen;
  74         u32    vmid;
  75
  76         /* Stage-2 page table */
  77         pgd_t *pgd;
  78
  79         /* Interrupt controller */
  80         struct vgic_dist        vgic;
  81         int max_vcpus;
  82
  83         /* Mandated version of PSCI */
  84         u32 psci_version;
  85 };
  86
  87 #define KVM_NR_MEM_OBJS     40
  88
  89 /*
  90  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
  91  * enough memory for a single page fault in a cache.
  92  */
  93 struct kvm_mmu_memory_cache {
  94         int nobjs;
  95         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
  96 };
  97
  98 struct kvm_vcpu_fault_info {
  99         u32 hsr;                /* Hyp Syndrome Register */
 100         u32 hxfar;              /* Hyp Data/Inst. Fault Address Register */
 101         u32 hpfar;              /* Hyp IPA Fault Address Register */
 102 };
 103
 104 /*
 105  * 0 is reserved as an invalid value.
 106  * Order should be kept in sync with the save/restore code.
 107  */
 108 enum vcpu_sysreg {
 109         __INVALID_SYSREG__,
 110         c0_MPIDR,               /* MultiProcessor ID Register */
 111         c0_CSSELR,              /* Cache Size Selection Register */
 112         c1_SCTLR,               /* System Control Register */
 113         c1_ACTLR,               /* Auxiliary Control Register */
 114         c1_CPACR,               /* Coprocessor Access Control */
 115         c2_TTBR0,               /* Translation Table Base Register 0 */
 116         c2_TTBR0_high,          /* TTBR0 top 32 bits */
 117         c2_TTBR1,               /* Translation Table Base Register 1 */
 118         c2_TTBR1_high,          /* TTBR1 top 32 bits */
 119         c2_TTBCR,               /* Translation Table Base Control R. */
 120         c3_DACR,                /* Domain Access Control Register */
 121         c5_DFSR,                /* Data Fault Status Register */
 122         c5_IFSR,                /* Instruction Fault Status Register */
 123         c5_ADFSR,               /* Auxilary Data Fault Status R */
 124         c5_AIFSR,               /* Auxilary Instrunction Fault Status R */
 125         c6_DFAR,                /* Data Fault Address Register */
 126         c6_IFAR,                /* Instruction Fault Address Register */
 127         c7_PAR,                 /* Physical Address Register */
 128         c7_PAR_high,            /* PAR top 32 bits */
 129         c9_L2CTLR,              /* Cortex A15/A7 L2 Control Register */
 130         c10_PRRR,               /* Primary Region Remap Register */
 131         c10_NMRR,               /* Normal Memory Remap Register */
 132         c12_VBAR,               /* Vector Base Address Register */
 133         c13_CID,                /* Context ID Register */
 134         c13_TID_URW,            /* Thread ID, User R/W */
 135         c13_TID_URO,            /* Thread ID, User R/O */
 136         c13_TID_PRIV,           /* Thread ID, Privileged */
 137         c14_CNTKCTL,            /* Timer Control Register (PL1) */
 138         c10_AMAIR0,             /* Auxilary Memory Attribute Indirection Reg0 */
 139         c10_AMAIR1,             /* Auxilary Memory Attribute Indirection Reg1 */
 140         NR_CP15_REGS            /* Number of regs (incl. invalid) */
 141 };
 142
 143 struct kvm_cpu_context {
 144         struct kvm_regs gp_regs;
 145         struct vfp_hard_struct vfp;
 146         u32 cp15[NR_CP15_REGS];
 147 };
 148
 149 typedef struct kvm_cpu_context kvm_cpu_context_t;
 150
 151 struct vcpu_reset_state {
 152         unsigned long   pc;
 153         unsigned long   r0;
 154         bool            be;
 155         bool            reset;
 156 };
 157
 158 struct kvm_vcpu_arch {
 159         struct kvm_cpu_context ctxt;
 160
 161         int target; /* Processor target */
 162         DECLARE_BITMAP(features, KVM_VCPU_MAX_FEATURES);
 163
 164         /* The CPU type we expose to the VM */
 165         u32 midr;
 166
 167         /* HYP trapping configuration */
 168         u32 hcr;
 169
 170         /* Exception Information */
 171         struct kvm_vcpu_fault_info fault;
 172
 173         /* Host FP context */
 174         kvm_cpu_context_t *host_cpu_context;
 175
 176         /* VGIC state */
 177         struct vgic_cpu vgic_cpu;
 178         struct arch_timer_cpu timer_cpu;
 179
 180         /*
 181          * Anything that is not used directly from assembly code goes
 182          * here.
 183          */
 184
 185         /* vcpu power-off state */
 186         bool power_off;
 187
 188          /* Don't run the guest (internal implementation need) */
 189         bool pause;
 190
 191         /* IO related fields */
 192         struct kvm_decode mmio_decode;
 193
 194         /* Cache some mmu pages needed inside spinlock regions */
 195         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 196
 197         struct vcpu_reset_state reset_state;
 198
 199         /* Detect first run of a vcpu */
 200         bool has_run_once;
 201 };
 202
 203 struct kvm_vm_stat {
 204         ulong remote_tlb_flush;
 205 };
 206
 207 struct kvm_vcpu_stat {
 208         u64 halt_successful_poll;
 209         u64 halt_attempted_poll;
 210         u64 halt_poll_invalid;
 211         u64 halt_wakeup;
 212         u64 hvc_exit_stat;
 213         u64 wfe_exit_stat;
 214         u64 wfi_exit_stat;
 215         u64 mmio_exit_user;
 216         u64 mmio_exit_kernel;
 217         u64 exits;
 218 };
 219
 220 #define vcpu_cp15(v,r)  (v)->arch.ctxt.cp15[r]
 221
 222 int kvm_vcpu_preferred_target(struct kvm_vcpu_init *init);
 223 unsigned long kvm_arm_num_regs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 224 int kvm_arm_copy_reg_indices(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *indices);
 225 int kvm_arm_get_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg);
 226 int kvm_arm_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg);
 227 unsigned long kvm_call_hyp(void *hypfn, ...);
 228 void force_vm_exit(const cpumask_t *mask);
 229 int __kvm_arm_vcpu_get_events(struct kvm_vcpu *vcpu,
 230                               struct kvm_vcpu_events *events);
 231
 232 int __kvm_arm_vcpu_set_events(struct kvm_vcpu *vcpu,
 233                               struct kvm_vcpu_events *events);
 234
 235 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
 236 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
 237                         unsigned long start, unsigned long end);
 238 int kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
 239
 240 unsigned long kvm_arm_num_regs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 241 int kvm_arm_copy_reg_indices(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *indices);
 242 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
 243 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 244
 245 struct kvm_vcpu *kvm_arm_get_running_vcpu(void);
 246 struct kvm_vcpu __percpu **kvm_get_running_vcpus(void);
 247 void kvm_arm_halt_guest(struct kvm *kvm);
 248 void kvm_arm_resume_guest(struct kvm *kvm);
 249
 250 int kvm_arm_copy_coproc_indices(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *uindices);
 251 unsigned long kvm_arm_num_coproc_regs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 252 int kvm_arm_coproc_get_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *);
 253 int kvm_arm_coproc_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *);
 254
 255 int handle_exit(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run,
 256                 int exception_index);
 257
 258 static inline void handle_exit_early(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run,
 259                                      int exception_index) {}
 260
 261 static inline void __cpu_init_hyp_mode(phys_addr_t pgd_ptr,
 262                                        unsigned long hyp_stack_ptr,
 263                                        unsigned long vector_ptr)
 264 {
 265         /*
 266          * Call initialization code, and switch to the full blown HYP
 267          * code. The init code doesn't need to preserve these
 268          * registers as r0-r3 are already callee saved according to
 269          * the AAPCS.
 270          * Note that we slightly misuse the prototype by casting the
 271          * stack pointer to a void *.
 272
 273          * The PGDs are always passed as the third argument, in order
 274          * to be passed into r2-r3 to the init code (yes, this is
 275          * compliant with the PCS!).
 276          */
 277
 278         kvm_call_hyp((void*)hyp_stack_ptr, vector_ptr, pgd_ptr);
 279 }
 280
 281 static inline void __cpu_init_stage2(void)
 282 {
 283         kvm_call_hyp(__init_stage2_translation);
 284 }
 285
 286 static inline int kvm_arch_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext)
 287 {
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 int kvm_perf_init(void);
 292 int kvm_perf_teardown(void);
 293
 294 void kvm_mmu_wp_memory_region(struct kvm *kvm, int slot);
 295
 296 struct kvm_vcpu *kvm_mpidr_to_vcpu(struct kvm *kvm, unsigned long mpidr);
 297
 298 static inline bool kvm_arch_requires_vhe(void) { return false; }
 299 static inline void kvm_arch_hardware_unsetup(void) {}
 300 static inline void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm) {}
 301 static inline void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 302 static inline void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu) {}
 303 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 304
 305 static inline void kvm_arm_init_debug(void) {}
 306 static inline void kvm_arm_setup_debug(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 307 static inline void kvm_arm_clear_debug(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 308 static inline void kvm_arm_reset_debug_ptr(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 309
 310 int kvm_arm_vcpu_arch_set_attr(struct kvm_vcpu *vcpu,
 311                                struct kvm_device_attr *attr);
 312 int kvm_arm_vcpu_arch_get_attr(struct kvm_vcpu *vcpu,
 313                                struct kvm_device_attr *attr);
 314 int kvm_arm_vcpu_arch_has_attr(struct kvm_vcpu *vcpu,
 315                                struct kvm_device_attr *attr);
 316
 317 /*
 318  * VFP/NEON switching is all done by the hyp switch code, so no need to
 319  * coordinate with host context handling for this state:
 320  */
 321 static inline void kvm_arch_vcpu_load_fp(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 322 static inline void kvm_arch_vcpu_ctxsync_fp(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 323 static inline void kvm_arch_vcpu_put_fp(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 324
 325 static inline void kvm_arm_vhe_guest_enter(void) {}
 326 static inline void kvm_arm_vhe_guest_exit(void) {}
 327
 328 static inline bool kvm_arm_harden_branch_predictor(void)
 329 {
 330         switch(read_cpuid_part()) {
 331 #ifdef CONFIG_HARDEN_BRANCH_PREDICTOR
 332         case ARM_CPU_PART_BRAHMA_B15:
 333         case ARM_CPU_PART_CORTEX_A12:
 334         case ARM_CPU_PART_CORTEX_A15:
 335         case ARM_CPU_PART_CORTEX_A17:
 336                 return true;
 337 #endif
 338         default:
 339                 return false;
 340         }
 341 }
 342
 343 #define KVM_SSBD_UNKNOWN                -1
 344 #define KVM_SSBD_FORCE_DISABLE          0
 345 #define KVM_SSBD_KERNEL         1
 346 #define KVM_SSBD_FORCE_ENABLE           2
 347 #define KVM_SSBD_MITIGATED              3
 348
 349 static inline int kvm_arm_have_ssbd(void)
 350 {
 351         /* No way to detect it yet, pretend it is not there. */
 352         return KVM_SSBD_UNKNOWN;
 353 }
 354
 355 static inline void kvm_vcpu_load_sysregs(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 356 static inline void kvm_vcpu_put_sysregs(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 357
 358 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 359 struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void);
 360 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
 361
 362 static inline int kvm_arm_setup_stage2(struct kvm *kvm, unsigned long type)
 363 {
 364         /*
 365          * On 32bit ARM, VMs get a static 40bit IPA stage2 setup,
 366          * so any non-zero value used as type is illegal.
 367          */
 368         if (type)
 369                 return -EINVAL;
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 #endif /* __ARM_KVM_HOST_H__ */